JP2003019789A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オンデマンド方式のヘッドモジュールを傾斜
配列してなるライン方式インクジェット記録装置では、
モジュール取り付け位置誤差や、用紙搬送位置誤差によ
り、モジュールの継ぎ目において出力画像に筋むらが入
り画質が劣化する。 【解決手段】 オリフィスに装着され電気的に接地され
たオリフィス電極と、用紙背面に配置され荷電及び偏向
電圧が印加される背面電極とを備え、各ノズルから吐出
されるインク液滴の吐出タイミング、吐出初速度、及び
荷電量の設定値を連動して変更する制御手段を備えるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オンデマンド型イ
ンクジェット記録装置に係り、特に小型のヘッドモジュ
ールを多数配列することによってなるライン記録形の高
速インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特公昭４７−７８４７に
開示されているように、互いに分離した均一なインク液
滴を形成、吐出するインクジェット記録装置において、
ノズルから印字信号に応じてインク液滴を吐出させ、更
に印字信号に応じて荷電電界によってインク液滴を荷電
させ、一定偏向電界によって飛翔中のインク液滴の向き
を偏向させ、用紙着地位置を制御したり、又は用紙に着
地しないように回収するようになっていた。また、高速
印字の為に、上記ノズルをアレイ状に並べる実施例も開
示されている。

【０００３】インクジェット記録装置の高速化には、ノ
ズルのアレイ化が有効であることは言うまでも無い。更
にアレイ化が進み、記録用紙幅に匹敵する長さのアレイ
ヘッドが出来ると、従来の様に記録用紙を一旦停止さ
せ、用紙送り方向と垂直な方向にヘッドをスキャン（移
動）させるシリアル記録方式では無く、ヘッドを移動さ
せず記録用紙を連続的に搬送しながら記録する、いわゆ
るライン記録方式の構成が可能になる。

【０００４】また、オンデマンド方式のライン方式イン
クジェット記録装置は、コンティニュアス方式の装置に
比べて記録速度では及ばないが、インクシステムが非常
に簡単である為、普及型の高速記録装置を提供するのに
適している。このオンデマンド方式インクジェット記録
装置用の記録ヘッドは、ノズルを開口とするインク室中
のインクに、圧電素子や発熱素子への駆動電圧印加で、
圧力を加えてインク粒子を吐出するようになっているノ
ズルを、列状に配置したヘッドである。このタイプの記
録ヘッドが、例えば、特開平１１−７８０１３等で多数
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オンデマンド方式のラ
イン方式インクジェット記録装置には、近年の高解像度
化要求によって以下に述べる２つの課題がある。

【０００６】１つは、ヘッドの総ノズル数が膨大になる
点である。解像度が３００ｄｐｉ（ドット／インチ）の
場合、９インチの記録幅でも、１色当りで２７００ノズ
ル必要となる。これをもしも一体型ヘッドで製作しよう
とすれば、不良品により歩留りが低下し、製造コストが
高くなる。

【０００７】もう１つの課題は、たとえ小型のモジュー
ルにしても、解像度が３００ｄｐｉのノズルピッチを実
現することが難しい点である。特に、圧電素子を使用し
たオンデマンド方式において、現状では高密度化が困難
となっている。そこで、ここでは、１インチに７５個の
ノズルピッチ（以下ｎｐｉと呼ぶ）で、ノズル数１２８
ノズルの小型ヘッドモジュール（幅１０ｍｍ）があると
仮定して説明する。

【０００８】一般に、このようなモジュールを組み合わ
せて、解像度が３００ｄｐｉで２７００ノズルを並べた
ライン記録形インクジェット記録装置を構成する為に
は、モジュールを用紙送り方向に対して、垂直に向けて
互いに平行に何列も並べる方法と、モジュールを用紙送
り方向にわずかに傾斜させて互いに平行に何列も並べる
方法とがある。ここでは前者を垂直配列ヘッド、後者を
傾斜配列ヘッドと呼ぶ。７５ｎｐｉの１２８ノズルのヘ
ッドモジュールの場合は、垂直配列ヘッドにすると４列
並列に並べれば３００ｄｐｉ（＝７５ｘ４）となるが、
実際は、ヘッドモジュールの継ぎ目で、ノズルをノズル
列方向に連続して繋ぐ事が出来ない為に千鳥状に並べな
ければならず、結局、用紙送り方向に８列分以上の幅が
必要となる。一方、傾斜配列ヘッドではモジュールを用
紙送り方向に対し約１４度傾けると凡そ３００ｄｐｉに
なる。ヘッドモジュールの幅が１０ｍｍ以下であればこ
の構成が実現出来る。実装効率や製作精度等はヘッドモ
ジュールの形にもよるが、前述したヘッドモジュールの
場合は、傾斜配列したほうがノズルの用紙送り方向の幅
が小さくなり実装上有利と考えられる。

【０００９】いずれにしろ、まず、１色あたり２０数個
のヘッドモジュール全てを２０ミクロン程度の誤差で配
列設置することはかなり困難である。モジュールとその
中のノズル列との間に相対的な位置ずれもあり、結局、
テスト印字して補正することになる為、人が一つ一つ合
わせていたのでは製品にならない。

【００１０】また、１ラインで作る理想的なラインヘッ
ドに比べ、前記ヘッドモジュール配列ヘッドの場合は、
用紙送り方向に幅がある為に、もし、用紙が蛇行（スキ
ュー）すると、モジュールの継ぎ目で画像が重なったり
離れたりして著しく画質を劣化させることになる。

【００１１】本発明の目的は、前記ヘッドモジュール傾
斜配列ヘッドにおいて、各ヘッドモジュールの取り付け
位置誤差による用紙上のインク液滴着地位置誤差を、電
気的に補正することにある。また、別の目的は、用紙の
スキューによる用紙上のインク液滴着地位置誤差を、電
気的に補正することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明では、オンデマンド方式のヘッドモジュールを傾
斜配列してなるライン方式インクジェット記録装置にお
いて、オリフィスに装着され電気的に接地されたオリフ
ィス電極と、用紙背面に配置され荷電及び偏向電圧が印
加される背面電極とを備え、各ノズルから吐出されるイ
ンク液滴の吐出タイミング、吐出初速度、及び荷電量の
設定値を連動して変更する制御手段を備えるようにし
た。

【００１３】また、各ノズルから吐出されるインク液滴
に対し、吐出タイミングを変更する為のノズルデータ変
換装置と、吐出初速度を変更する為の駆動波形生成装置
と、荷電量を変更する為の荷電電圧生成装置と、それら
の設定値を連動して変更する為の設定変更手段とを備え
るようにした。

【００１４】また、傾斜配列されたヘッドモジュールの
設置誤差（ｘ方向とｙ方向誤差と回転誤差）の計測情報
を前記設定変更手段に入力することを特徴とする。更
に、搬送される記録用紙の位置誤差（送り方向誤差と、
それと垂直な方向の誤差）の計測情報を前記設定変更手
段に入力することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図１乃至
図１４及び表１により説明する。

【００１６】図２に、本発明を適用したプリンタシステ
ムの全体構成を示す。プリンタシステムは、コンピュー
タ部２０１とインクジェットプリンタエンジン部２０２
とに分けられる。

【００１７】コンピュータ部２０１には、プリンタドラ
イバソフトが格納されており、インクジェットプリンタ
エンジン部２０２での仕様に合わせて、ユーザが作成し
た文書データ２０９をビットマップデータ２１０に展開
する。本例では、３００ｄｐｉの１ドット１ビットデー
タで、“１“が有色ドット、”０“が無色ドットを表
す。

【００１８】プリンタエンジン部２０２には、まず、後
述する１０個のヘッドモジュール２０７−１〜２０７−
１０を制御する為のモジュール制御装置２０３−１〜２
０３−１０がある。モジュール制御装置２０３−１〜２
０３−１０は、前記コンピュータ部２０１から、各ヘッ
ドモジュール毎に分けられたビットマップデータ２１０
を受け取ると同時に、ヘッド制御装置２０９からの制御
指令２１３を受け取り、各ヘッドモジュール２０７−１
〜２０７−１０に対するノズルデータ、駆動波形信号、
荷電電圧信号、偏向電圧信号を発生する。各ヘッドモジ
ュール２０７−１〜２０７−１０は、これらの信号に基
づきインク液滴を記録用紙上に吐出し着地させ、記録画
像２０８を得る。

【００１９】図４上図に、前記ヘッドモジュール２０７
のインク吐出面を示す。ノズルピッチ７５ｎｐｉのノズ
ル４０１が１２８個並んでいる。更にノズル４０１のす
ぐ脇にオリフィス電極４０２がある。このオリフィス電
極４０２は、導電性金属であり電気的に接地されてい
る。図４下図に、横から見た図を示す。前記した様に、
このヘッドモジュール１個では、ノズル総数も解像度も
不足する為、複数のヘッドモジュールを組み合わせる必
要がある。

【００２０】図５に、前記ヘッドモジュール２０７を傾
斜配列させたヘッドの一例を示す。これはヘッドモジュ
ール２０７を用紙送り方向に対し１４度傾けた状態で、
用紙送り方向に垂直な方向に１０個のヘッドモジュール
２０７−１〜１０を並べたものである。これにより、像
度３０９ｄｐｉで１０５ｍｍの記録幅をもつライン記録
ヘッド５０１が出来上がる。

【００２１】カラーの場合、この記録ヘッド５０１がＣ
ＭＹＫ用に４個、あるいはそれ以上並ぶことになるが、
本例では簡単の為に、１個の記録ヘッド５０１として説
明する。複数個並べた時の他の記録ヘッドについても同
様である。

【００２２】図３に、前記ノズルモジュール２０７の中
のノズル４０１構造を示す。３０１はオリフィス、３０
２は加圧室、３０３は振動板、３０４は圧電素子、３０
５は信号入力端子、３０６は圧電素子固定基板、３０７
は共通インク供給路３０８と加圧室３０２とを連結し、
加圧室３０２へのインク流量を制御するリストリクタ、
３０９は振動板３０３と圧電素子３０４とを連結する弾
性材料（例えばシリコン接着剤など）、３１０は、リス
トリクタ３０７を形成するリストリクタプレート、３１
１は加圧室３０２を形成する加圧室プレート、３１２は
オリフィス３０１を形成するオリフィスプレート、３１
３は振動板を補強する支持板である。

【００２３】振動板３０３、リストリクタプレート３１
０、加圧室プレート３１１、支持板３１３は、例えば、
ステンレス材から作られ、オリフィスプレート３１２は
ニッケル材から作られている。また、圧電素子固定基板
３０６は、セラミックス、ポリイミドなどの絶縁物から
作られている。

【００２４】インクは、上から下に向かって共通インク
供給路３０８、リストリクタ３０７、加圧室３０２、オ
リフィス３０１の順に流れる。圧電素子３０４は、信号
入力端子３０５に電圧が印加されている時に伸縮し、印
加されなくなれば変形しないように取り付けられてい
る。

【００２５】図１に、モジュール制御装置２０３の構成
を示す。各ヘッドモジュール毎に分けられたビットマッ
プデータ２１０は、ノズルデータ変換装置１０３に入力
され、ヘッドモジュール２０７内の１２８個のノズルに
対応する、ノズルデータ１０３−０に変換される。その
際、ノズルデータ変換装置１０３は、ヘッド制御装置２
０９からのタイミング信号１１３及び変換方法指示信号
１１４に従って変換する。

【００２６】駆動波形生成装置１０４は、ヘッド制御装
置２０９からのタイミング信号１１３をもらい、ヘッド
モジュール２０７内のノズルに対応する圧電素子３０４
を駆動する為の駆動アナログ信号１０４を生成する。波
形としては、通常、駆動波形と非駆動波形とを発生して
いる。

【００２７】圧電素子ドライバ回路１０７は、前記ノズ
ルデータ変換装置１０３からのノズルデータ１０３−
０、及び駆動波形生成装置１０４からの駆動アナログ信
号１０４−０を入力し、前記ノズルデータ１０３−０が
１の時は圧電素子３０４に駆動波形が、前記ノズルデー
タ１０３−０が１の時は非駆動波形が選択され、印加さ
れるようになっている。

【００２８】一般に、駆動波形の振幅が大きいとインク
液滴の吐出速度が速くなる。従って、理論上は全てのノ
ズルからのインク液滴速度を各々独立に制御出来るが、
実際は回路の簡単化の為、各ヘッドモジュールで１つの
駆動アナログ信号１０４を共用している。駆動波形の電
圧振幅は、ヘッド制御装置２０９からの駆動電圧指示信
号１１５に従う。

【００２９】次に、荷電電圧生成装置１０５、及び偏向
電圧生成装置１０６について説明するが、これらは、一
般のオンデマンド型マルチノズルインクジェット記録装
置には無いものなので詳しく説明する。

【００３０】図６に、前記記録ヘッド５０１を用いて記
録する原理を示す。図４に示したヘッドモジュール２０
７の吐出面を下向きにし、ノズル４０１から記録用紙６
０１上にインク液滴６０２を吐出している様子を示す。
但し、オリフィス電極４０２は接地されている。本例の
オリフィス電極４０２は、図の様に、ノズルから０．３
ｍｍ離れたオリフィス面上に張り付いており、厚さ０．
５ｍｍ、幅１．０ｍｍである。荷電電圧生成装置１０
５、及び偏向電圧生成装置１０６からの高電圧は、後述
するようにセレクタ１０８で時分割され、高電圧アンプ
１０９を通して約±１（ｋＶ）程度に増幅され、用紙背
面電極６０３に印加される。ノズル４０１からインク液
滴６０２が飛び立つ瞬間には、荷電電圧生成装置１０５
からの荷電電圧１０５−０を印加する。例えば、プラス
１０００Ｖかけると導電性のインクであれば負に荷電さ
れる。その後は、偏向電圧生成装置１０６からの偏向電
圧１０６−０を印加する。例えば、プラス１０００Ｖか
けると、オリフィス電極４０２の形状の影響で図に示す
様な傾斜電界６０４が発生する。この結果、マイナスに
荷電されたインク液滴６０２は図の左側に偏向される。
同様に、荷電電圧を０Ｖにすれば、荷電されないインク
液滴６０２は直進するし、荷電電圧をマイナス１０００
Ｖにすれば、正に荷電されたインク液滴６０２は図の右
側に偏向する。

【００３１】荷電電圧１０５−０は、インク液滴が離脱
する時だけに効果がある為、吐出する毎にその大きさを
自由に変えられる。一方、偏向電圧１０６−０は、イン
ク液滴が飛行中ずっと効力がある為、吐出周波数が高
く、２液滴以上が同時に飛翔しているような場合は、液
滴毎に独立に制御出来ない。そこで、通常は荷電電圧１
０５−０を制御するようにし、偏向電圧１０６−０は偏
向電圧指示１１７に従うものの、記録中は一定にしてい
る。

【００３２】図７に、各信号のタイミングチャートの例
を示す。本例では従来のドット周期を１／５に細分して
いる。その細分された時間区間に前から１、２、と５ま
でサブドット番号を振った。本例の場合、前半のドット
周期に割り当てられた“１”のビットマップデータ２１
０は、ヘッド制御装置２０９のタイミングの指示１１３
により、サブドット番号１に割り振られている。後半の
ドット周期に割り当てられた“１”のビットマップデー
タ２１０は、ヘッド制御装置２０９のタイミングの指示
１１３により、サブドット番号２に割り振られている。
駆動アナログ信号１０４−０は、前記サブドット周期で
出続けているが、それぞれの電圧振幅はヘッド制御装置
２０９からの駆動波形電圧指示１１５によって決定され
る。しかし周期はドット周期で変化するので、５種類の
駆動波形電圧が設定出来る。

【００３３】背面電極６０３には、荷電電圧１０５−０
と偏向電圧１０６−０が印加される。偏向電圧１０６−
０は１０００Ｖで一定である。但しインク液滴が切断す
る、短い時間には荷電電圧１０５−０がかけられる。前
記した様に、本例では荷電電圧１０５−０をサブドット
周期毎に制御する。制御値は駆動波形電圧と同様に、ヘ
ッド制御装置２０９からの荷電電圧指示１１６により５
種類の荷電電圧１０５−０が設定出来る。図の例では、
サブドット番号１の時に１０００Ｖ、サブドット番号２
の時に５００Ｖ、サブドット番号３の時に０Ｖ、サブド
ット番号４の時に−５００Ｖ、サブドット番号５の時に
−１０００Ｖに設定され、以後これを繰り返す。

【００３４】結果として、前半のドット周期のサブドッ
ト番号１の時に、指定の駆動波形電圧と荷電電圧でイン
ク液滴が吐出され、後半のドット周期のサブドット番号
２の時に、前記とは違う条件でインク液滴が吐出され
る。このようにして、ドット毎に、吐出タイミング、駆
動波形電圧、及び荷電電圧の組み合わせを、ヘッド制御
装置２０９によって設定された５種類の中から選択する
ことにより調整出来る。以上により、本例で使用した装
置での記録原理の説明を終える。

【００３５】以下、図８を用いて、インク液滴６０２の
着地位置について簡単に解析する。図８は、図６に示す
記録原理図に対し、ノズル４０１位置を原点Ｏとし、オ
リフィス面内でノズル列方向と垂直な（図では左）方向
にｘ軸、オリフィス面の法線（図では下）方向にｙ軸を
取った解析の為の説明図である。図８の様に、ノズル４
０１を原点Ｏに取り下向きに左向きにｘ、下向きにｙ座
標をとる。用紙位置はｙ＝ｄとし、偏向電界Ｅは簡単の
為、ｘ軸と角度θをなす方向に一様な電界とする。更
に、インク液滴６０２は、初速Ｖ０、荷電量ｑ、質量
ｍ、位置（ｘ，ｙ）とすれば以下の様に着地位置が求ま
る。

【００３６】まず、インク液滴の位置は ｘ＝１／２×ｑ／ｍ×Ｅｃｏｓθ×ｔ＾２ ｙ＝Ｖ０×ｔ＋１／２×ｑ／ｍ×Ｅｓｉｎθ×ｔ＾２ と表わされるので、用紙上に着地する時刻ｔ１は ｄ＝Ｖ０×ｔ１＋１／２×ｑ／ｍ×Ｅｓｉｎθ×ｔ１＾２ （１） の正の解である。用紙の送り速度を偏向電界Ｅと直角
（ｚ軸方向）で大きさＶｐとすると、用紙上の着地位置
（ｘ１，ｚ１）は、 ｘ１＝１／２×ｑ／ｍ×Ｅｃｏｓθ×ｔ１＾２ （２） ｚ１＝Ｖｐ×ｔ１ （３） 逆に、着地位置が（ｘ１，ｚ１）に指定された場合、
（３）式よりｔ１が決まり、（２）式よりｑも決まる。
更に（１）式よりＶ０が決まる。従って微小な量なら、
着地位置を任意に調整出来ることになる。

【００３７】具体的な数値を以下に示す。

【００３８】Ｖ０＝５．０（ｍ／ｓ）、ｍ＝３０（ｎ
ｇ）、θ＝４５度、Ｖｐ＝１（ｍ／ｓ）、 ｑ×Ｅ＝１００（μｇ×ｍ／ｓ＾２） ここでｑ×Ｅの値は、図６において、ｄ＝１．５（ｍ
ｍ）、また図７において荷電電圧１（ｋＶ）、偏向電圧
１（ｋＶ）によって実現される。これは市販の電界解析
ソフト等で解析が可能であるが、インク特性や吐出波形
により、インク液滴切断時の液滴形状がことなると、こ
の値は数倍又は数分の一に変動する。本実施例では、一
般的な導電性水性インクを使用した場合の結果である。

【００３９】表１に、計算結果と実測値を示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】荷電しない場合（例１）は ｔ１＝０．３（ｍｓｅｃ）、ｘ＝０（μｍ）、ｚ＝３０
０（μｍ） となるが、ここを基準とする。

【００４２】荷電すると（例２） ｔ１＝０．２８（ｍｓｅｃ）、ｘ＝９３（μｍ）、ｚ＝
２８１（μｍ） となりｘ方向ｚ方向ともに着地位置が移動する。

【００４３】ここで、ここから、ｘ方向の変位だけを独
立に半分のｘ＝４７（μｍ）にする場合（例３）、
（１）から（３）式より Ｖ０＝５．１６（ｍ／ｓ）、ｑ×Ｅ＝１００（μｇ×ｍ
／ｓ＾２） とすれば、ｔ１＝０．２８（ｍｓｅｃ）で、ｘ＝４７
（μｍ）、ｚ＝２８２（μｍ） となり着地位置を所望の位置に移動することが出来る。
この時、速度Ｖ０は駆動波形の電圧で調整し、荷電量ｑ
は、荷電電圧２０５で変えることが出来る。

【００４４】実測値は、本例では計算値とずれるが、こ
れは（１）から（３）式では、偏向電界の方向を一様と
仮定したり、空気抵抗による減速を考慮しなかった為
で、実際は市販の電界解析ソフトを使用することによ
り、予測精度は数ミクロン程度に抑えることが出来る。
従って、予め計算した結果をメモリテーブルに格納して
おけば、インク液滴着地位置の所望の補正量に対して直
ちに応答し補正することが出来る。

【００４５】荷電量ｑは、荷電電圧１０５−０で変えら
れるし、初速度Ｖ０は駆動波形の電圧１０４−０で調整
出来る。以下、実用的な調整の実施形態として２つの例
を示す。

【００４６】第１例として、傾斜配列ヘッドにおいて、
各モジュールの取り付け位置誤差による用紙上のインク
液滴着地位置誤差を、電気的に補正すること。

【００４７】図５に示す、傾斜配列ヘッドにおいて、各
モジュールの取り付け位置精度を２０ミクロン程度に抑
える為には、数が多いだけに手作業では大変である。

【００４８】図９に、モジュールのノズル列の両端のノ
ズルの正規な位置ａとｂ、及び取り付け誤差により移動
した位置ａｄとｂｄを示す。中間のノズルは省略した
が、それらを等間隔に内分する位置で表わされる。取り
付け位置誤差による用紙上のインク液滴着地位置誤差、
つまり正規のモジュール位置９０１の着地位置ａ、ｂか
らずれたモジュール位置９０２の着地位置ａｄ、ｂｄま
での座標変換は、原点からの平行移動（ｘｄ、ｙｄ）と
角度θからθｄへの回転移動との組み合わせで表わされ
る。図では、モジュールのノズル列の両端のノズルａと
ｂ、及びａｄとｂｄだけ示したが、中間のノズルは、そ
れらを等間隔に内分する位置で表わされるので、両端の
ノズルからの着地位置を合わせれば、中間のノズル位置
は合っていることになる。

【００４９】まず、吐出タイミング１１３の調整と、荷
電電圧の調整１１６でノズルａｄを原点位置のノズルａ
の位置に補正することが出来る。これで平行移動（ｘ
ｄ、ｙｄ）分は調整され、図１０に示す様にａｄ、ｂｄ
はａ、ｂｄ１に補正される。

【００５０】ここで回転移動が無い場合は、ｂｄ１とｂ
とは同じ位置であるが、回転移動がある場合は、ノズル
ｂｄがノズルｂに重ならないので、違った荷電電圧１１
５−０を設定しなければならない。この場合、ノズルデ
ータへの吐出タイミング１１４を変えて、吐出時刻をず
らして、前記（１）（２）（３）式による荷電電圧１０
５−０と駆動波形電圧１０４−０で記録することにより
ノズルｂｄをノズルｂに重ねることが出来る。ノズルａ
ｄとノズルｂｄとの中間にあるノズルは、それぞれの中
間の打方をすればよい。

【００５１】図７に示した例では、１ドット記録する時
間内に、５回吐出するタイミングがあり、各々個別に荷
電電圧を設定出来る。図１１にノズルデータ変換方法と
それに対する荷電電圧のテーブルを示す。両端ノズルＮ
ｏ．１及びＮｏ．１２８に対するノズルデータ、駆動波
形電圧、荷電電圧が前記（１）（２）（３）式により決
定されれば、その間のノズルＮ０．２〜１２７の補正
は、その中間値を入れればよい。図１１の場合では、以
下のように決定する。

【００５２】Ｖｄ（ｉ）＝（（５−ｉ）×Ｖｄ（１）＋
（ｉ−１）×Ｖｄ（５））／４ Ｖｃ（ｉ）＝（（５−ｉ）×Ｖｃ（１）＋（ｉ−１）×
Ｖｃ（５））／４ 但しｉ＝２、３、４ 図２において、モジュールの取り付け位置誤差計測装置
２１１はテストパターンを印字するなどして前記モジュ
ールの取り付け位置誤差を計測する装置である。テスト
パターンを作業員が見て数値を入力する場合も、イメー
ジスキャナ等で読み込み自動計測する場合もある。位置
誤差計測装置２１１からの情報はヘッド制御装置２０９
に入力され、前記の様にノズルデータ変換装置１０３、
駆動波形生成装置１０４、荷電電圧生成装置１０５の各
設定値を変更する。これにより位置誤差の無い、高画質
な出力画像が得られるようになる。

【００５３】第２例として、記録用紙を搬送する場合、
搬送方向とそれと垂直な方向に対し送り誤差（ここでは
スキューと呼ぶ）が生じる。搬送方向の送り誤差に対し
ては、インクジェットプリンタは一般にエンコーダ制御
によって対策している。

【００５４】図１２に、エンコーダ制御の方法を示す。
記録用紙６０１は、エンコーダ１２０１付のモータ１２
０２で一定速度で搬送される。エンコーダ１２０１の精
度は数μｍであるが、用紙送り精度は２０μｍ程度ある
為、エンコーダ１２０１で誤差を検出出来る。図２に示
した、用紙送り誤差計測装置２１２は、このエンコーダ
１２０１信号を受信し、これに合わせて全ヘッドモジュ
ール制御装置２０３のタイミング１１３を制御する。こ
れにより、用紙搬送速度が速くなると、インク液滴吐出
周波数が上がり、逆に遅くなると周波数が下がる。この
方法は公知の多くのインクジェットプリンタで実施され
ている為詳しい説明は省略する。

【００５５】しかし、この方法は用紙スキューに対して
は有効でない。すなわちライン方式のインクジェットプ
リンタでは、インク液滴を搬送方向と垂直な方向に制御
する事が不可能だからである。

【００５６】図１３に、用紙のスキュー量を検出する為
の光センサの構成を示す。従来は、図１３に示す様な光
学式センサ１３０１によって用紙のスキュー量を検出
し、それを紙送りローラの位置やテンションにフィード
バックすることによって出来るだけスキュー量を小さく
してきた。しかしながら、２０μｍ程度の誤差が発生す
ることは抑えきれない。

【００５７】本装置では、（２）、（３）式においてｚ
１を一定にしたまま、ｘ１だけを独立に偏向することが
出来る。（３）式よりｔ１は決まっている。いま、光学
式センサ１１０１からのスキュー量がΔｘ１であるとす
ると、（２）式よりｘ１がｘ１＋Δｘ１になるようにｑ
が決まり、最後に（１）式よりＶ０が決まる。図２で説
明すると、用紙送り誤差計測装置２１２からのスキュー
量がヘッド制御装置２０９に入力されると、前記計算の
結果、直ちに駆動波形生成装置１０４で駆動波形の電圧
を変更することでＶ０を変え、荷電電圧生成装置１０５
で荷電電圧を変更することで荷電量ｑを変えることによ
り位置誤差の無い、高画質な出力画像が得られるように
なる。

【００５８】図１４に、用紙スキュー量ｘ（ｍｍ）に対
し、ｑ×Ｅ、及びＶ０をいかにとれば良いかを示すグラ
フを示す。条件は表１の時と同じである。ｑ×Ｅは荷電
電圧を変えることによって達成され、Ｖ０は駆動波形電
位差を変えることによって達成される。

【００５９】本例によれば、公知のスキューセンサ等に
より得られた用紙のスキュー量がヘッド制御装置２０９
に入力されると、直ちに全てのヘッドモジュール制御装
置２０３に対し、図１４のグラフの如く荷電電圧１１
６、及び駆動波形電位差１１５が制御され、前記スキュ
ー量を補正することが出来、用紙送り方向に幅のある本
実施例ヘッドの弱点であるスキューによる筋むらを無く
すことが出来、高画質の記録画像が得られる様になる。
また、図１４のグラフの如く特性が線形である為、簡単
な回路でほぼ実時間での処理が可能になる。また、本補
正は、用紙送り方向誤差に対する従来のエンコーダ制御
とは独立に働く為、用紙に対する２次元的な位置補正が
実現される。

【００６０】各ヘッドモジュールの取り付け位置誤差や
用紙の送りむらによる用紙上のインク液滴着地位置誤差
には、ｘ方向ｙ方向の他に回転誤差がある。これらは本
装置において共通駆動波形の時間タイミング、インク液
滴の吐出速度、及び荷電電界の大きさを調節することに
より補正することが出来る。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、オンデマンド方式のヘ
ッドモジュールを傾斜配列してなるライン方式インクジ
ェット記録装置において、インク液滴の用紙上着地位置
をほぼ任意に補正出来る為、多数のヘッドモジュールの
取り付け位置誤差による用紙上のインク液滴着地位置誤
差を電気的に補正出来、高画質な出力画像を得ることが
出来る。また、用紙搬送における特にスキューに対し、
インク液滴着地位置誤差を瞬時に補正することが出来る
為、傾斜配列ライン方式インクジェット記録装置の弱点
であるスキューによる筋むら等の画質劣化を低減出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 モジュール制御装置２０３の構成

【図２】 本発明を適用したプリンタシステムの全体構
成

【図３】 ノズルモジュール２０７の中の、ノズル４０
１の構造

【図４】 ヘッドモジュール２０７のインク吐出面

【図５】 ヘッドモジュール２０７を傾斜配列させたヘ
ッドの一例

【図６】 記録ヘッド５０１を用いて記録する原理

【図７】 各信号のタイミングチャートの例

【図８】 解析の為の説明図

【図９】 モジュールのノズル列の両端のノズルの正規
な位置ａとｂ、及び取り付け誤差により移動した位置ａ
ｄとｂｄ

【図１０】 平行移動（ｘｄ、ｙｄ）分の調整

【図１１】 ノズルデータ変換方法とそれに対する荷電
電圧のテーブル

【図１２】 エンコーダ制御の方法

【図１３】 用紙のスキュー量を検出する為の光センサ
の構成

【図１４】 用紙スキュー量ｘ（ｍｍ）に対し、ｑ×
Ｅ、及びＶ０をいかにとれば良いかを示すグラフ

【符号の説明】

１０１は連続非吐出時間計測回路、１０３はノズルデー
タ変換装置、１０４は駆動アナログ信号、１０５は荷電
電圧生成装置、１０６は偏向電圧生成装置、１０７は圧
電素子ドライバ回路、１０８はセレクタ、１０９は高電
圧アンプ、１１３はタイミングの指示、１１４はノズル
データへの吐出タイミング、１１５は駆動波形電位差、
１１６は荷電電圧指示、１１７は偏向電圧指示、２０１
はコンピュータ部、２０２はプリンタエンジン部、２０
３はモジュール制御装置、２０７はヘッドモジュール、
２０８は記録画像、２０９は文書データ、２１０はビッ
トマップデータ、２１１は取り付け位置誤差計測装置、
２１２は用紙送り誤差計測装置、２１３は制御指令、３
０１はオリフィス、３０２は加圧室、３０３は振動板、
３０４は圧電素子、３０５は信号入力端子、３０６は圧
電素子固定基板、３０７はリストリクタ、３０９は弾性
材料、３１０はリストリクタプレート、３１１は加圧室
プレート、３１２はオリフィスプレート、３１３は支持
板、４０１はノズル、４０２はオリフィス電極、５０１
はライン記録ヘッド、６０１は記録用紙、６０２はイン
ク液滴、６０３は用紙背面電極、９０１は正規のモジュ
ール位置、９０２…ずれたモジュール位置、１２０１は
エンコーダ、１２０２はモータ、１３０１は光学式セン
サ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA08 EB13 EB36 EC08 EC31 EC37 EC42 FA07 FA13 HA10 2C057 AF31 AG14 AG16 AG44 AL23 AM19 AN05 BA03 BA14 BD05 DA09 DB01 DB04 DC02 DD09 DD10 DE03 DE07 DE08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オンデマンド方式のヘッドモジュールを傾
   斜配列してなるライン方式インクジェット記録装置にお
   いて、オリフィスに装着され電気的に接地されたオリフ
   ィス電極と、用紙背面に配置され荷電及び偏向電圧が印
   加される背面電極とを備え、各ノズルから吐出されるイ
   ンク液滴の吐出タイミング、吐出初速度、及び荷電量の
   設定値を連動して変更する制御手段を有することを特徴
   とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】各ノズルから吐出されるインク液滴に対
   し、吐出タイミングを変更する為のノズルデータ変換装
   置と、吐出初速度を変更する為の駆動波形生成装置と、
   荷電量を変更する為の荷電電圧生成装置と、それらの設
   定値を連動して変更する為の設定変更手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
3. 【請求項３】傾斜配列されたヘッドモジュールの設置誤
   差の計測情報を、前記設定変更手段に入力することを特
   徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】搬送される記録用紙の位置誤差の計測情報
   を、前記設定変更手段に入力することを特徴とする請求
   項１記載のインクジェット記録装置。